Strooilicht

Onderwerp: Atoomfysica, Elektromagnetisch spectrum, Kern- & Deeltjesprocessen (vwo), Licht, Optica (licht en lenzen) (havo), Werktuigbouw

Hester Gietema en Hester van Lier Stedelijk Gymnasium Nijmegen

Straatverlichting is belangrijk voor het bestrijden van criminaliteit en verkeersongelukken. Deze verlichting komt echter ook op plaatsen waar het niet hoort; dit wordt lichtverstrooiing of strooilicht genoemd. Dit verschijnsel is vooral vervelend voor astronomen. Hemellichamen zijn hierdoor moeilijker waar te nemen. Bovendien is strooilicht verspilde energie en dus nadelig voor het milieu en de economie.

Door monochromatisch licht (licht van één golflengte) te gebruiken kan de lichtvervuiling makkelijk uit astronomische waarnemingen gefilterd worden. De lagedruk-natriumlamp wordt daarom vaak gebruikt. Het rendement van een straatlantaarn kan verhoogd worden door lampen in bepaalde armaturen te bevestigen. M.b.v. kappen en spiegels wordt het licht vrij precies gericht en is er dus minder strooilicht.

Hester en Hester hebben deze twee methodes om lichtverstrooiing tegen te gaan onderzocht. Ze hebben metingen gedaan aan drie lampen:

  • de SOX-E-lamp lagedruk-natriumlamp oranje licht 36 W
  • de HPL-N-lamp hogedruk-kwikdamplamp wit licht 50 W
  • de PL-C-lamp lagedruk-kwikdamplamp wit licht 36 W

De lichtspectra van de drie lampen is gefotografeerd met een spiegelreflexcamera, voor de lens is een tralie geplaatst. De SOX-E-lamp zendt voornamelijk licht met een golflengte van 600 nm uit. De andere twee lampen hebben een breed lichtspectrum, wat inderdaad bij wit licht hoort. Voor het tweede onderzoeksonderdeel hebben de leerlingen vier armaturen, die in straatverlichting gebruikt worden, zo goed mogelijk nagebouwd. Hieronder zijn de bovenaanzichten weergegeven.

De kap is gemaakt van karton, de spiegels zijn kartonnen platen gewikkeld in aluminiumfolie. Met een lichtmeter is de verlichtingssterkte (in lux) gemeten op de grond bij verschillende afstanden. Hierbij is ook de hoogte van de lamp gevarieerd. Als de verlichtingssterkte op de grond hoog is, dan is de verlichtingssterkte op andere plaatsen laag en is er dus minder strooilicht.

Uit de metingen blijkt dat armatuur A (zonder spiegels), zoals verwacht, de laagste verlichtingssterkte geeft. Armatuur B geeft de hoogste verlichtingssterkte. Bij armaturen C en D wordt het licht gemiddeld vaker gereflecteerd; dit komt door de hoeken die de spiegels maken. Aangezien aluminium geen perfecte spiegel is, heeft het licht hierdoor een grotere kans heeft om geabsorbeerd te worden.

Om strooilicht te beperken kan dus het beste de lagedruk-natriumlamp gebruikt worden met armatuur B. In dit onderzoek is echter de hogedruk-natriumlamp niet onderzocht, terwijl deze redelijk vaak gebruikt wordt.